CN100505481C - 电机装置 - Google Patents
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Abstract
一种电机装置，包括机壳、转轴和多个子电机，所述转轴贯穿机壳内部并且转轴两端与机壳转动连接，其中，所述多个子电机具有共同的转轴，并且多个子电机中至少有两个子电机，该两个子电机中的一个子电机的最高转速与另外一个子电机的额定转速相等。本发明所提供的电机装置扩大了电机装置的高效工作区，可以满足电动车电机装置的工作需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机装置。
背景技术
电机装置是提供动力的重要部件。一般情况下，工业用电机装置都工作在额定扭矩，因此这种电机装置只需在额定扭矩点具有很高的效率即可。而电动车运行时，要求电机装置可以在高转速小扭矩的情况下保持较高的输出功率，这样效率较高。现有的电机装置，例如CN1348247A中所公开的一种起动负载小、节约能源的电机双转子结构装置，主轴上固定安装着转子，其特征是：机壳内安装着双转子结构，两个转子分别安装固定在旋转轴上，双转子轴位于同一个轴心线上，双转子分别置于定子的两侧，双转子的对应面上固定着含磁体，定子安装固定在机壳上。现有的电动车用电机装置的高效工作区位于中、低转速区，而在高转速小扭矩的情况下的工作点距离高效工作区较远，不能达到高效输出。因此需要提高电机装置在高转速、小扭矩情况下的效率，以适合电动车的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保证电机装置在高转速小扭矩运转的前提下、工作点距高效工作区较近的电动车用电机装置。
本发明提供的电机装置包括机壳、转轴和多个子电机，所述转轴贯穿机壳内部并且转轴两端与机壳转动连接，所述多个子电机具有共同的转轴，并且多个子电机中至少有两个子电机，该两个子电机中的一个子电机的最高转速与另外一个子电机的额定转速相等。
本发明所提供的电机装置通过使用同轴的子电机，使得多个子电机联合输出，从而使多个子电机的高效工作区相互衔接，从而扩大了整个电机装置的高效工作区，使得电机装置在高转速小扭矩的条件下工作点距高效工作区更近。当电机装置处于低转速的工作状态时，多个子电机同时运行，可以提供较大的扭矩，为汽车提供较大的牵引力；当电机装置处于高转速的工作状态时，此时扭矩较小，多个子电机中额定转速较高的子电机运行输出，此时工作点位于所运行的子电机的高效工作区，输出效率较高。所以，本发明所提供的电机装置在高转速小扭矩的条件下，仍能保证较高的运行效率，以满足电动车电机装置的工作需要。此外，本发明所提供的电机装置的结构紧凑，便于控制。
附图说明
图1是本发明所提供的电机装置的一个实施例的结构剖面示意图；
图2是根据图1所述的实施例举例说明的本发明所提供的电机装置的第一子电机、第二子电机的输出特性曲线图；
图3是举例说明的本发明所述电机装置的输出特性曲线图。
具体实施方式
本发明提供的电机装置包括机壳1、转轴9和多个子电机，所述转轴9贯穿机壳1内部并且转轴9两端与机壳1转动连接，所述多个子电机具有共同的转轴9，并且多个子电机中至少有两个子电机，该两个子电机中的一个子电机的最高转速与另外一个子电机的额定转速相等。
所述另外一个子电机为多个子电机中额定转速最高的子电机，从而当转速很高时仍能保证电机装置输出。
优选情况下，所述多个子电机按照额定转速由低到高排列，一个子电机的额定转速和最高转速分别与它相邻的两个子电机的最高转速和额定转速相等。这样，多个子电机的额定转速和最高转速可以依次相互衔接。
更优选情况下，所述多个子电机的额定扭矩相等，这样多个子电机的输出特性曲线衔接时更加平滑，联合输出时效果更为理想。
所述多个子电机由同一个变频器或各自对应的变频器驱动，所述变频器的选用为本领域人员所公知。优选情况下使用同一变频器进行驱动，这样可以简化设备结构、节约成本，同时也便于控制。
所述多个子电机可以为本领域人员所公知的任一种适用于同轴的电机装置。优选情况下，为了减小电机装置所占空间，如图1所示实施例，所述多个子电机指两个子电机，为第一子电机和第二子电机，所述第一子电机包括第一定子3和与第一定子3相对的第一转子5，所述第二子电机包括第二定子4和与第二定子4相对的第二转子6，所述第一定子3和第二定子4固定于所述机壳1内壁，所述第一转子5和第二转子6穿在转轴9上并与转轴9固定连接。
为了便于转动，所述第一定子3和第二定子4的形状优选为横截面为环形。如本领域人员所公知的那样，所述第一定子3和第二定子4内部具有线圈，线圈的材料为本领域人员所公知，如可以选用铜、银、铝中的一种或几种，优选为铜。
如本领域人员所公知的那样，所述第一转子5和第二转子6面向第一定子3和第二定子4的一面具有磁体，磁体的材料为本领域人员所公知，选用稀土钴永磁、铸造铝镍钴永磁、粘结钕铁硼磁中的一种或几种，优选为粘结钕铁硼磁。
所述第一子电机和第二子电机之间相互隔开，这样可以避免子电机之间的干扰，同时节约成本。
本领域技术人员可以根据所需电机装置的输出特性，结合本发明所述确定的第一子电机和第二子电机的输出特性(即额定转速和最高转速)，进而确定适合的定子和转子的结构和尺寸，在此不做特别限定。
所述机壳1的形状可以为任意一种形状，优选为圆柱形壳体以节省空间。
所述机壳1的材料为本领域人员所公知，优选为铝合金或钢。
所述转轴9两端与所述机壳1的转动连接，可以选用本领域人员所公知的转动连接方式，优选情况下为所述电机装置还包括轴承7，位于转轴9的两端，使转轴9与机壳1之间转动连接。
所述转轴9的一端凸出机壳1，以便与车辆驱动轴相连提供传输动力，另一端与所述轴承7平齐，并利用端盖8封闭已达到防尘、密封的效果。
为了避免电机装置过热，在多个子电机和机壳1之间还可以包括冷却层2，所述冷却层2可以为密封的水套或者其他本领域人员公知的冷却方法。
在本实施例中，第一子电机的额定转速较低，其最高转速与第二子电机的额定转速相等。参考图2和图3，第一子电机的输出特性曲线如图2中曲线A所示，额定转速为2000转/分钟、最高转速为4000转/分钟、额定扭矩为100牛·米，第二子电机的输出特性曲线如图2中曲线B所示，额定转速为4000转/分钟、最高转速为8000转/分钟、额定扭矩为100牛·米，这样就满足了本发明所提供的电机装置的要求。第一子电机和第二子电机联合输出，得到本发明所提供的电机装置的输出特性如图3中曲线C所示，即：额定转速为2000转/分钟、最高转速为8000转/分钟、额定扭矩为200牛·米。
如果采用单独的额定转速为2000转/分钟、最高转速为8000转/分钟的电机装置以达到图3所示的输出特性时，其高效工作区位于2000转/分钟至4000转/分钟这一段中，而当电机装置处于高转速时则效率较低。而本实施例采用多个同轴子电机联合输出，当电机装置处于低转速(2000转/分钟至4000转/分钟)时，第一子电机和第二子电机同时运行，可以提供较大的扭矩，并且此时位于高效工作区内；当电机装置处于高转速(4000转/分钟至8000转/分钟)时，由于超过了第一子电机的最大转速，所以仅由第二子电机输出功率，第一子电机被第二子电机带动但是并不输出功率，此时电机装置工作点位于第二子电机的高效工作区内，工作效率高。通过第一子电机和第二子电机的联合输出，使得电机装置的高效工作区大大增加，从而使电机装置在高转速小扭矩运转的前提下，工作点距高效工作区较近，满足了电动车电机装置的工作需要。
Claims (9)
1.一种电机装置，其中，该电机装置包括机壳、转轴和多个子电机，所述转轴贯穿机壳内部并且转轴两端与机壳转动连接，所述多个子电机具有共同的转轴，并且多个子电机中至少有两个子电机，该两个子电机中的一个子电机的最高转速与另外一个子电机的额定转速相等，所述多个子电机的额定扭矩相等。
2.根据权利要求1所述电机装置，其中，所述另外一个子电机为多个子电机中额定转速最高的子电机。
3.根据权利要求1所述电机装置，其中，所述多个子电机按照额定转速由低到高排列，一个子电机的额定转速和最高转速分别与它相邻的两个子电机的最高转速和额定转速相等。
4.根据权利要求1所述电机装置，其中，所述多个子电机由同一个变频器或各自对应的变频器驱动。
5.根据权利要求1所述电机装置，其中，所述多个子电机指两个子电机，为第一子电机和第二子电机，所述第一子电机包括第一定子和与第一定子相对的第一转子，所述第二子电机包括第二定子和与第二定子相对的第二转子，所述第一定子和第二定子固定于所述机壳内壁，所述第一转子和第二转子穿在转轴上并与转轴固定连接。
6.根据权利要求5所述电机装置，其中，所述第一定子和第二定子的横截面为环形。
7.根据权利要求5所述电机装置，其中，所述第一子电机和第二子电机之间相互隔开。
8.根据权利要求1所述电机装置，其中，所述电机装置还包括轴承，位于转轴的两端。
9.根据权利要求1所述电机装置，其中，所述电机装置还包括冷却层，位于多个子电机与机壳之间。
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